(57)【要約】【課題】  高い熱安定性を有するとともに、１．３μｍまたは１．５５μｍ付近に強い吸収かつ超高速光学応答特性を有し、厚膜で膜厚均一性に優れた色素薄膜及びその製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明の目的は、前記色素薄膜を用いて形成された光スイッチ、光分配器及び光変調器を提供することである。【解決手段】  下記一般式（Ｉ）で示される色素薄膜である。【化１】2005343977.tif 000007（一般式（Ｉ）中、Ｘ1〜Ｘ10及びＹ1〜Ｙ10は、同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、直鎖アルキル基、分岐化したアルキル基、アルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、二置換アミノ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアラルキル基、または置換もしくは未置換のアリールオキシ基、及び置換もしくは未置換のアラルキルオキシ基のうちのいずれかを表す。）【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記一般式（Ｉ）で示される化合物を含有することを特徴とする色素薄膜。
【化１】
2005343977.tif 000006
（一般式（Ｉ）中、Ｘ1〜Ｘ10及びＹ1〜Ｙ10は、同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、直鎖アルキル基、分岐化したアルキル基、アルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、二置換アミノ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアラルキル基、または置換もしくは未置換のアリールオキシ基、及び置換もしくは未置換のアラルキルオキシ基のうちのいずれかを表す。）
【請求項２】
前記一般式（Ｉ）中、Ｘ1〜Ｘ10及びＹ1〜Ｙ10が同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、炭素数１〜２０の直鎖アルキル基または分岐化した炭素数３〜２０のアルキル基のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の色素薄膜。
【請求項３】
前記一般式（Ｉ）で示される化合物が、会合体を形成した状態で含有されていることを特徴とする請求項１または２に記載の色素薄膜。
【請求項４】
前記会合体の吸収帯が、前記一般式（Ｉ）で示される化合物の分子単体の吸収帯に比べ長波長側にシフトしていることを特徴とする請求項３に記載の色素薄膜。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の色素薄膜の製造方法であって、
前記一般式（Ｉ）で示される化合物を溶媒に溶解し、得られた溶液を基板上に塗布することにより成膜することを特徴とする色素薄膜の製造方法。
【請求項６】
前記溶媒が、ハロゲン系炭化水素、エーテル類、及びアルコール類のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項５に記載の色素薄膜の製造方法。
【請求項７】
前記溶液中の前記一般式（Ｉ）で示される化合物の濃度が、０．１〜１５重量％の範囲であることを特徴とする請求項５または６に記載の色素薄膜の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれかに記載の色素薄膜を用いることを特徴とする光スイッチ。
【請求項９】
色素薄膜を光制御部とし、該色素薄膜の吸収スペクトルにおける極大吸収領域あるいは長波長側の共鳴近傍の領域に信号光及び制御光の波長を設定し、該制御光により前記光制御部の屈折率の実部あるいは虚部、または実部及び虚部を変化させ、前記信号光に位相差を生じさせることにより光スイッチングを行うことを特徴とする請求項８に記載の光スイッチ。
【請求項１０】
前記一般式（Ｉ）で示される化合物が会合体を形成した状態で含有されており、面積が１ｍｍ2以上である色素薄膜を用いることを特徴とする請求項８または９に記載の光スイッチ。
【請求項１１】
前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含有する複数の色素薄膜を、基板上に互いに間隔をおいて配置した光制御部を備えること、あるいは前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含有する同一の色素薄膜上の互いに間隔を置いた複数の領域に光制御部を備えることを特徴とする請求項９または１０に記載の光スイッチ。
【請求項１２】
請求項１〜４のいずれかに記載の色素薄膜を用いることを特徴とする光分配器。
【請求項１３】
請求項１〜４のいずれかに記載の色素薄膜を用いることを特徴とする光変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光スイッチング等に有用な新規な化合物からなる色素薄膜及びその製造方法、並びに前記色素薄膜を用いて形成した光スイッチ、光分配器及び光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
色素誘導体、特にシアニンやポルフィリンやスクエアリリウム色素誘導体の中には会合体を形成するものがあることが知られている（例えば、非特許文献１、２参照）。前記会合体とは、数十〜数百の分子が規則正しく配列して緩く結合し、光学的にあたかも一つの超分子として振る舞うものをいい、特に図８に示すように、その吸収帯（ｂ）が、分子単体の吸収帯（ａ）に比べ長波長側にシフトし、先鋭化したものをＪ−会合体という。
【０００３】
Ｊ−会合体は、ストークスシフトの小さな蛍光を発し、吸収ピーク付近の波長の光に対して極めて大きな相互作用を持ち、しかも、３次の非線形光学効果である吸収飽和の回復が非常に速いことが報告されている（例えば、非特許文献３、４参照）。また、実際に固体基板上形成したスクエアリリウム色素会合体薄膜の光に対する応答時間が、３００ｆｓ（１ｆｓ＝１０-15秒）以下であったことが確認された（例えば、非特許文献５参照）。
【０００４】
さらに、最近、１００ｆｓを切る超高速応答特性を有し、８０ｆＪ／μｍ2という低エネルギーで駆動可能なスクエアリリウム色素誘導体の会合体薄膜が実現した（例えば、非特許文献６、７参照）。このような特徴により、スクエアリリウム誘導体の会合体薄膜は、テラビット（１０12ｂｉｔ／ｓ）オーダーの光情報通信の際の光スイッチとして使用され得るものであると認められる。
【０００５】
本発明者らは、既にスクエアリリウム色素誘導体が基板上で会合体を形成し、かつフェムト秒オーダーの超高速光学応答特性を示すことを確認した（例えば、特許文献１、２参照）。しかし、実際の光ファイバー通信ネットワークの信号光の波長が１．３μｍまたは１．５５μｍであるため、その光通信システムに応用できる光スイッチには１．３μｍまたは１．５５μｍ付近に強い吸収がある色素膜が必須であるにもかかわらず、前記色素会合体膜の超高速光応答は会合体吸収ピーク（７８０ｎｍ）付近の波長の光に対してしか実現できないため、今の段階では、１μｍを超える波長で動作する実用に適した光スイッチへの適用が困難である。
【０００６】
一方、従来、極大吸収波長が１μｍを超える近赤外吸収色素が数種類あった（例えば、非特許文献８参照）。しかしながら、それらの長波長吸収色素の特徴は、色素分子が大きいπ−共役系からなったもので、以下に挙げる問題点がある。
１）色素のモル吸光係数が小さい。
２）π−共役系が長すぎて熱安定性が悪い。
３）溶解度が悪くて製膜が困難である。
【０００７】
従って、今までの長波長吸収色素では、実際に光スイッチへの応用が困難である。この課題を解決するために、長波長吸収色素の溶解度の増大や色素の熱安定性・昇華性の向上や膜中色素分子の会合性制御などに工夫をする必要がある。
【０００８】
本発明者らは、上記の課題を解決するために、既に下記一般式（II）で示され、１．１μｍ付近に極大吸収を有する新規な化合物を見出し、その会合体薄膜が１．３μｍ付近にフェムト秒オーダーの超高速光学応答特性を示すことを確認している（例えば、特許文献３、４及び特願２００３−３３２９５７号明細書参照）。
【０００９】
【化１】
2005343977.tif 000002
【００１０】
前記一般式（II）中、Ｒ1及びＲ2は同じでも異なっていてもよく、それぞれ、直鎖アルキル基または分岐化したアルキル基を示す。
しかし、前記の新規な化合物の溶解性には限界があるため、溶液塗布により作製されたその会合体薄膜（色素薄膜）では、実用的な光スイッチ（厚さ：１μｍ以上程度）に用いるため色素薄膜としての膜厚や膜厚均一性が不十分であった。
【００１１】
以上の理由により、極大吸収波長が１μｍを超え、高い熱安定性に加えより良い高い溶解性を有する近赤外吸収色素からなり、１．３μｍまたは１．５５μｍ付近に強い吸収かつ超高速光学応答性を有する色素薄膜が求められている。
【非特許文献１】Ｔｈｅ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｔ．Ｈ．Ｊａｍｅｓ，ｅｄ．（Ｍａｃｍｉｌｌａｎ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９６８）
【非特許文献２】Ｔｈｅ Ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓ，Ｔ．Ｈ．Ｊａｍｅｓ，ｅｄ．（Ｍａｃｍｉｌｌａｎ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｌｏｎｄｏｎ，１９７７）
【非特許文献３】Ｍ．Ｆｕｒｕｋｉ，Ｌ．Ｓ．Ｐｕ，Ｆ．Ｓａｓａｋｉ，Ｓ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ ａｎｄ Ｔ．Ｔａｎｉ，４ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ（１９９７）ｐ．１３５
【非特許文献４】Ｍ．Ｆｕｒｕｋｉ，Ｌ．Ｓ．Ｐｕ，Ｆ．Ｓａｓａｋｉ，Ｓ．Ｋｏｂａｙａｓｈｉ ａｎｄ Ｔ．Ｔａｎｉ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７２，２１（１９９８）ｐ．２６４８）
【非特許文献５】平成１０年７月１３日付け日刊工業新聞第１面
【非特許文献６】平成１１年７月８日付け日経産業新聞第５面
【非特許文献７】Ｍ．Ｆｕｒｕｋｉ，Ｍ．Ｔｉａｎ，Ｙ．Ｓａｔｏ，Ｌ．Ｓ．Ｐｕ， Ｈ．Ｋａｗａｓｈｉｍａ，Ｓ．Ｔａｔｓｕｕｒａ ａｎｄ Ｏ．Ｗａｄａ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．，７８，１８（２００１）ｐ．２６３４
【非特許文献８】Ｊ．Ｆａｂｉａｎ，Ｈ．Ｎａｋａｚｕｍｉ ａｎｄ Ｍ．Ｍａｔｓｕｏｋａ，Ｃｈｅｍ．Ｒｅｖ．，９２（１９９２）ｐ．１１９７
【特許文献１】特開平１１−２８２０３４号公報
【特許文献２】特開２０００−１１１９６７号公報
【特許文献３】特開２００３−２９２４８７号公報
【特許文献４】特開２００３−３１５８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、高い熱安定性を有するとともに、１．３μｍまたは１．５５μｍ付近に強い吸収かつ超高速光学応答特性を有し、厚膜で膜厚均一性に優れた色素薄膜及びその製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明の目的は、前記色素薄膜を用いて形成された光スイッチ、光分配器及び光変調器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、極大吸収波長が１μｍを超え、かつ高い熱安定性、有機溶媒に対するより良い溶解性及び優れた成膜性を有する新規な色素化合物を用いることで、該色素化合物の溶液を基板に塗布することにより、熱安定性に優れ、かつ一定以上の膜厚や膜厚均一性を確保できる色素薄膜を容易に作製することができることを見出した。
さらに、形成された色素薄膜の極大吸収波長である１．３μｍ付近の光による誘導吸収飽和の回復時定数が非常に小さいこと（通信波長帯の光による超高速（フェムト秒領域）光応答特性）を利用して、色素薄膜を超高速光スイッチ、光分配器、及び光変調器の材料として用いることが可能であることを確認し、本発明を完成させた。
【００１４】
すなわち本発明は、
＜１＞  下記一般式（Ｉ）で示される化合物を含有することを特徴とする色素薄膜である。
【００１５】
【化２】
2005343977.tif 000003
【００１６】
一般式（Ｉ）中、Ｘ1〜Ｘ10及びＹ1〜Ｙ10は、同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、直鎖アルキル基、分岐化したアルキル基、アルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、二置換アミノ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアラルキル基、または置換もしくは未置換のアリールオキシ基、及び置換もしくは未置換のアラルキルオキシ基のうちのいずれかを表す。
【００１７】
＜２＞  前記一般式（Ｉ）中、Ｘ1〜Ｘ10及びＹ1〜Ｙ10が同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、炭素数１〜２０の直鎖アルキル基または分岐化した炭素数３〜２０のアルキル基のうちのいずれかであることを特徴とする＜１＞に記載の色素薄膜である。
【００１８】
＜３＞  前記一般式（Ｉ）で示される化合物が、会合体を形成した状態で含有されていることを特徴とする＜１＞または＜２＞に記載の色素薄膜である。
【００１９】
＜４＞  前記会合体の吸収帯が、前記一般式（Ｉ）で示される化合物の分子単体の吸収帯に比べ長波長側にシフトしていることを特徴とする＜３＞に記載の色素薄膜である。
【００２０】
＜５＞  ＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の色素薄膜の製造方法であって、
前記一般式（Ｉ）で示される化合物を溶媒に溶解し、得られた溶液を基板上に塗布することにより成膜することを特徴とする色素薄膜の製造方法である。
【００２１】
＜６＞  前記溶媒が、ハロゲン系炭化水素、エーテル類、及びアルコール類のうちの少なくとも１つであることを特徴とする＜５＞に記載の色素薄膜の製造方法である。
【００２２】
＜７＞  前記溶液中の前記一般式（Ｉ）で示される化合物の濃度が、０．１〜１５重量％の範囲であることを特徴とする＜５＞または＜６＞に記載の色素薄膜の製造方法である。
【００２３】
＜８＞  ＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の色素薄膜を用いることを特徴とする光スイッチである。
【００２４】
＜９＞  色素薄膜を光制御部とし、該色素薄膜の吸収スペクトルにおける極大吸収領域あるいは長波長側の共鳴近傍の領域に信号光及び制御光の波長を設定し、該制御光により前記光制御部の屈折率の実部あるいは虚部、または実部及び虚部を変化させ、前記信号光に位相差を生じさせることにより光スイッチングを行うことを特徴とする＜８＞に記載の光スイッチである。
【００２５】
＜１０＞  前記一般式（Ｉ）で示される化合物が会合体を形成した状態で含有されており、面積が１ｍｍ2以上である色素薄膜を用いることを特徴とする＜８＞または＜９＞に記載の光スイッチである。
【００２６】
＜１１＞  前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含有する複数の色素薄膜を、基板上に互いに間隔をおいて配置した光制御部を備えること、あるいは前記一般式（Ｉ）で示される化合物を含有する同一の色素薄膜上の互いに間隔を置いた複数の領域に光制御部を備えることを特徴とする＜９＞または＜１０＞に記載の光スイッチである。
【００２７】
＜１２＞  ＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の色素薄膜を用いることを特徴とする光分配器である。
【００２８】
＜１３＞  ＜１＞〜＜４＞のいずれかに記載の色素薄膜を用いることを特徴とする光変調器である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の色素薄膜では、特定の化合物を用いたことにより１．３μｍ付近に強い吸収を有し、媒体として充分な厚さと膜厚均一性を確保することができる。また、この色素薄膜は１．３μｍ付近の光による誘導吸収飽和の回復時定数が非常に小さい、すなわち、通信波長帯の光による超高速（フェムト秒領域）光学応答特性を有する。したがって、この色素薄膜を用いた光スイッチ、光分配器及び光変調器は通信波長帯の光による超高速応答特性を有する。さらに、本発明の色素薄膜は熱安定性にも優れているため、前記光スイッチ等に用いた場合のスイッチの動作の安定性や繰り返し周波数等の点で優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を詳細に説明する。
＜色素薄膜及びその製造方法＞
本発明の色素薄膜は、極大吸収波長が１μｍを超え、かつより良い溶解性及び高い熱安定性を有する、下記一般式（Ｉ）で表される近赤外吸収の化合物（以下、「色素化合物」という場合がある）を含有する。
【００３１】
【化３】
2005343977.tif 000004
【００３２】
上記一般式（Ｉ）において、Ｘ1〜Ｘ10及びＹ1〜Ｙ10は、同じでも異なっていてもよく、それぞれ、水素原子、直鎖アルキル基、分岐化したアルキル基、アルコキシ基、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、二置換アミノ基、置換もしくは未置換のアリール基、置換もしくは未置換のアラルキル基、または置換もしくは未置換のアリールオキシ基、及び置換もしくは未置換のアラルキルオキシ基のうちのいずれかを表す。
【００３３】
光スイッチの光制御部等に用いる色素薄膜に関しては、薄膜に用いる化合物の実効的な非線形性能や吸収性能を向上させるため、光との相互作用長を大きくする、すなわち膜厚を厚くするのが効果的である。
しかし前述のように、前記一般式（II）で示される化合物は１．１μｍ付近に吸収極大を有するが、溶剤に対する溶解性が充分でなく溶液塗布により厚膜の色素薄膜を得ることができなかった。また、元々一般式（II）で示される化合物は安定的に合成することが困難な化合物であり、例えば、これの溶解性等を改良するために、Ｒ1、Ｒ2にフェニル基等を単純に導入しようとしても目的生成物を得ることはできなかった。
【００３４】
本発明者らが鋭意検討した結果、一般式（II）で示される化合物の窒素原子に結合する基としてベンジル基を選択し、さらに前記Ｒ1、Ｒ2の双方に該ベンジル基を導入することにより、安定的に目的とする前記一般式（Ｉ）で示される新規化合物が得られることが見出された。そしてこの溶解性の高い新規化合物を用いることにより、高い熱安定性に加えて厚膜で膜厚均一性に優れた色素薄膜が得られ本発明を完成するに至った。
【００３５】
また、本発明における一般式（Ｉ）で示される化合物は、Ｘ1〜Ｘ10、Ｙ1〜Ｙ10といった置換基の数が多く、これらの組み合わせにより化合物の特性を種々変化させることができるため、前記溶解性、熱安定性等の特性変化を、容易にかつ多様に達成することができるという効果をも奏するものである。したがって、この色素化合物を用いた色素薄膜においては、要求特性に応じて前記化合物の置換基を変化させるだけで容易に種々の特性を得ることができる。
【００３６】
なお、前記アルキル基としては、炭素数が１〜２０の範囲の直鎖アルキル基、炭素数が３〜２０の範囲の分岐化したアルキル基が好ましく、直鎖アルキル基としては炭素数が３〜１８の範囲、分岐アルキル基としては炭素数が４〜１８の範囲のものがより好ましい。具体的には、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等が挙げられる。
【００３７】
前記アルコキシル基としては、炭素数が１〜２０の範囲のものが好ましく、炭素数が３〜２０の範囲のものがより好ましい。具体的には、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基等が挙げられる。
また、前記アリール基としては、炭素数が６〜３６の範囲のものが好ましく、炭素数が７〜２６の範囲のものがより好ましい。具体的には、例えば、フェニル基、トリル基等が挙げられる。
【００３８】
前記アラルキル基としては、炭素数が７〜３６の範囲のものが好ましく、炭素数が８〜２６の範囲のものがより好ましい。具体的には、例えば、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。
また、前記二置換アミノ基の置換基としては、アルキル基、アリール基、アラルキル基等が挙げられ、具体例は前記の通りである。
【００３９】
さらに前記アリールオキシ基としては、炭素数が６〜３６の範囲のものが好ましく、炭素数が７〜２６の範囲のものがより好ましい。具体的には例えば、フェノキシ基、４−メチルフェノキシ基、４−ｔｅｒｔ−ブチルフェノキシ基等が挙げられる。
また、前記アラルキルオキシ基としては、炭素数が７〜３６の範囲のものが好ましく、炭素数が８〜２６の範囲のものがより好ましい。具体的には、例えば、ベンジルオキシ基、２−フェニルエトキシ基、３−フェニルプロポキシ基等が挙げられる。
【００４０】
前記各種結合基の中では、合成の容易さ、反応性、収率の良さと、化合物としての溶解性、熱安定性等の特性のバランスの観点から、水素原子、炭素数１〜２０の直鎖アルキル基、または分岐化した炭素数３〜２０のアルキル基が好ましい。より具体的には、水素原子、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ブチル基がより好ましく、ｉｓｏ−プロピル基、ｉｓｏ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基またはｔｅｒｔ−ブチル基が特に好ましい。
【００４１】
上記一般式（Ｉ）で示される化合物は、１．１μｍ付近に極大吸収を示し、従来の長波長吸収色素のように共役系を過剰に延長することなしに、大きくその吸収波長を長波長化することができる。また、テトラヒドロフランやクロロホルム等の有機溶剤に対する高度な溶解性及び高い熱安定性を有し、さらに昇華性及び成膜性等の点でも優れている。
【００４２】
これは、一般式（Ｉ）で示される化合物の基本骨格である、中心部分のジフラノニリウムメタノレートが、これまで知られているスクエアリック酸やクロコン酸に比べてはるかに優れたアクセプター性を有していることに基づくと考えられる。すなわち、この基本骨格構造を利用することにより、比較的短い共役系で極めて長波長領域に吸収を有する色素分子が得られる。
【００４３】
加えて、一般式（Ｉ）で示される化合物の構造においては、前記一般式（II）で示される化合物と比較して、分子両側に結合された大きなベンジル系の置換基が色素分子の溶解性や熱安定性等の向上に寄与することができる。このため、この色素分子は、従来の近赤外吸収色素と比べ、長波長吸光性、熱安定性、昇華性、溶解性及び成膜性等が優れているものと推察される。
【００４４】
また、本発明の化合物は、下記の構造式で示されるような構造をとり得る。この構造式で示される化合物は、前記一般式（Ｉ）で示される構造式を有する化合物の持つ前述のごとき特性と、同じ特性を有する。
【００４５】
【化４】
2005343977.tif 000005
【００４６】
前記一般式（Ｉ）で表される化合物は、超高速応答性を有する光スイッチに有用である。さらに、この化合物は溶解性及び成膜性が優れているので、溶液塗布により容易に成膜が可能で、前記光スイッチ分野の他に、電子写真、光記録ディスク及び有機太陽電池など様々な分野に応用が可能である。
【００４７】
本発明の色素薄膜は、前記一般式（Ｉ）で示される化合物の溶液を基板に塗布することにより容易に作製することができる。
前記一般式（Ｉ）で示される化合物を溶解する溶媒としては、特に限定されないが、ジクロロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、トリクロロエタン、ジクロロプロパン等のハロゲン化炭化水素；ベンゼン、トルエン、キシレン、モノクロロベンゼン等の芳香族炭化水素；メタノール、エタノール、２−プロパノール等のアルコール類；シクロヘキサノン、メチルエチルケトン等のケトン類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル類；Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類；プロピルアミン、ジエチルアミン等のアミン類；などを用いることができる。
【００４８】
これらの中でも、ハロゲン化炭化水素、エーテル類またはアルコール類のうちの少なくとも１つであることが好ましく、具体的には、クロロホルム、ジクロロエタン、ジクロロプロパン、モノクロロベンゼン、テトラヒドロフラン及び２−プロパノールが好ましく、ジクロロエタン、ジクロロプロパン及びテトラヒドロフランが特に好ましい。
【００４９】
また、前記一般式（Ｉ）で示される化合物の溶液中の濃度は０．１〜１５重量％の範囲であることが好ましく、０．３〜１０重量％の範囲であることがより好ましい。濃度をこの範囲とすることにより、膜中に良質の会合体を形成することができる。
【００５０】
前記基板としては、ガラス、石英、サファイア及びプラスチック等の材料を用いることができる。なお、基板としてフレキシビリティを有するフィルム状の基材を用いれば、例えばフレキシブルな光スイッチングデバイスを得ることができる。また反射型のデバイス構成にする場合は、金、銀、アルミニウムなどの金属基板、またはそれらを上記基板上に真空蒸着などすることで形成した反射性の基板を使用することができる。
【００５１】
前記のようにして得られた溶液を基板上へ塗布する方法としては、従来より知られた方法を用いることができ、例えば、バーコート法、スピンコート法、キャストコート法、ディップコート法等を挙げることができる。その後、必要により加熱して本発明の色素薄膜を得ることができる。
【００５２】
色素薄膜の厚さは、用途によっても異なるが、前記一般式（Ｉ）に示される化合物を用いれば５０〜１２００ｎｍ程度の範囲で制御することができる。本発明の色素薄膜は、有機溶媒に対するより良い溶解性及び優れた成膜性を有する新規な化合物を用いるため、厚さ１．２μｍ程度の膜を溶液塗布により容易に得ることができる。
【００５３】
本発明の色素薄膜の膜厚としては、２００〜１２００ｎｍの範囲がより好ましい。膜厚がこの範囲であれば、前記の薄膜を構成する化合物と光との相互作用のため充分な作用長を確保することができ、光スイッチ等のスイッチング効率を高めることができる。また、同一のスイッチング効率を得るための光強度を低くすることができるため、光スイッチの長寿命化を図ることもできる。
【００５４】
また、本発明において得られる色素薄膜は、高濃度の溶液から塗布できるだけでなく、前記一般式（Ｉ）で示される化合物自体の成膜性が優れることから、厚膜で成膜した場合でも膜厚均一性が良好な薄膜を得ることができる。該膜厚均一性は、例えばＡＦＭ（原子間力顕微鏡）の観察画像から得られる表面粗さにより表すことができる。
本発明の色素薄膜においては、例えば厚さが約１μｍの薄膜において、Ｎａｎｏｐｉｃｓ（ＡＦＭ）の観察画像で表面粗さが±３０ｎｍ以下の範囲とすることができる。表面粗さをこの範囲とすることにより、光照射時における散乱を小さくすることができ、後述する光スイッチのＯｎ／Ｏｆｆ比を大きくすることができる。
【００５５】
前記一般式（Ｉ）で示される化合物の溶液を基板に塗布することにより形成される色素薄膜においては、色素化合物がＪ−会合体に似た会合体、即ち、その吸収帯が色素化合物分子単体の場合の吸収帯に比べ、長波長側にシフトしている会合体を形成する。
したがって、本発明の色素薄膜は、そのままでも用いることができるが、色素薄膜を熱処理することにより、会合体形成をさらに促進させて用いることが好ましい。
【００５６】
上記熱処理における温度は６０〜１４０℃の範囲であることが好ましい。処理温度が６０℃未満となると、熱処理による効果が得られず、また、温度が１４０℃を超えると、色素の分解が顕著になる。処理時間は処理温度によって異なり、処理温度が高くなると処理時間は短くなる。一般的には５秒から６０分間程度の範囲が好ましい。例えば、上記色素薄膜を６０℃で熱処理する場合は処理時間は６０分間程度であることが好ましく、１４０℃の場合は処理時間は１分間程度であることが好ましい。
【００５７】
本発明の色素薄膜の吸収特性を測定した結果、該色素薄膜が１．３μｍ付近に強い吸収強度を有することを確認した。また、該色素薄膜の極大吸収波長である１．３μｍ付近の光による誘導吸収飽和の回復時定数が非常に小さいこと（フェムト秒領域）を確認した。このことは、本発明の色素薄膜が、通信波長帯の光による超高速光学応答特性を有することを示す。
【００５８】
なお、本発明の色素薄膜の吸収特性における極大吸収（λmax）は、前記一般式（II）に示される化合物を用いた色素薄膜のλmaxに比べて低波長側にずれているため、後述する光制御部の屈折率の実部または実部及び虚部の変化を利用した光スイッチにおいて高速かつ高効率のスイッチング特性を得るという観点から好ましい。
さらに、本発明の色素薄膜は、ポリメチン系色素を用いた従来のものに比較して、π−共役系が短い色素化合物を用いるため、光スイッチに要求される熱安定性を十分具えている。
【００５９】
したがって、本発明の色素薄膜は、フェムト秒（１０-15秒）領域での超高速光スイッチ、テラビット級光情報通信のための高性能かつ安定な超高速光スイッチ材料として非常に有望である。また、本発明の色素薄膜は、光分配器、光変調器の材料としても使用することができる。
【００６０】
＜光スイッチ＞
以上説明した本発明の色素薄膜を用いた光スイッチは、半導体を用いた光スイッチに比べて、応答時間が短い他、さらに下記のような利点を有している。
（１）材料が安価で、製造プロセスが簡易であるため、生産性に優れている。
（２）光スイッチの製造、動作ともに、常温、大気中で行なうことができる。
（３）大面積化が容易である。具体的には、これまで半導体材料では作製が不可能であるか極めて困難であった、大面積（直径数ｃｍ〜数十ｃｍ）の光スイッチを容易に形成することができる。
（４）多様な分子を利用することにより高機能化が容易であり、また、製膜に高温を必要としないため、他種材料とのハイブリット化が容易である。
【００６１】
本発明の光スイッチとしては、色素薄膜を光制御部とし、該色素薄膜の吸収スペクトルにおける極大吸収領域あるいは長波長側の共鳴近傍の領域に信号光及び制御光の波長を設定し、該制御光により前記光制御部の屈折率の実部あるいは虚部、または実部及び虚部を変化させ、前記信号光に位相差を生じさせることにより光スイッチングを行うものであることが好ましい。
【００６２】
ここで、上記屈折率の実部、虚部とは、吸収性の媒質（化合物）におけるいわゆる複素屈折率の実部、虚部をいい、前記屈折率の実部の変化は前記媒質に吸収されない光成分に基づいて起こるものであり、また、前記屈折率の虚部の変化は前記媒質に吸収される光成分に基づいて起こるものである。
【００６３】
この場合、前記屈折率の実部の変化は媒質の吸収に依存せず、変化は制御光の電場の振幅にほぼ追随可能であるため、応答速度が極めて速い。一方、前記屈折率の虚部の変化は媒質の吸収によるため、媒質中の分子の電子の実励起等を伴い、高い非線形性等が得られるものの、応答速度が遅い。
【００６４】
図１を用いて本発明の色素薄膜を用いた光スイッチについて説明する。
図１は、本発明の色素薄膜を用いた光スイッチの一例を示す模式的構造断面図である。なお、本発明において「光スイッチ」とは、図１に示すような光が入射される部分（光制御部）だけでなく、光制御部に入射される信号光や制御光を特定化するための光学系等を含めたものを意味する。そして、本発明の光スイッチにおいて、前記色素薄膜は主に光制御部に用いられる。
【００６５】
図１に示されるように、光スイッチ１０における光制御部２０は、ガラス基板１４（厚さが例えば１０００μｍ）の表面に、誘電体多層膜反射ミラー１３（ＳｉＯ2、ＴｉＯ2またはＡｌ2Ｏ3）と、本発明の色素薄膜１２（膜厚：１００〜１２００ｎｍ）と、Ａｕの薄膜１１（膜厚：５０ｎｍ）と、がこの順に形成されてなる。
【００６６】
本発明の光スイッチの一つの構成は、いわゆる誘導吸収飽和の現象を利用するものであり、制御光により光制御部２０の色素薄膜１２の屈折率の虚部を変化させ光スイッチングを行うものである。この光スイッチでは、色素薄膜１２の極大吸収領域の波長の信号光を色素薄膜１２に入射すると、信号光は色素薄膜１２により吸収されて透過あるいは反射することはなく信号オフとなる。一方、色素薄膜１２の極大吸収領域の波長の光で、強度が信号光より大きな制御光を色素薄膜１２に入射すると、色素化合物分子が励起されて極大吸収波長付近の波長の光を吸収しなくなり、その結果信号光が透過あるいは反射され信号オンとなる。また、誘導吸収飽和が回復する時間は極めて短く、応答時間がフェムト秒のスイッチングが可能になる。
【００６７】
つまり、この光スイッチ１０は、上述のように、色素薄膜１２の極大吸収波長付近の波長の制御光と、同じく色素薄膜１２の極大吸収波長付近の波長の信号光との両者を照射することにより、信号オンと信号オフとを切り替えることができる。
なお、前記「色素薄膜の極大吸収領域」とは、色素薄膜の吸収スペクトルにおける吸収極大ピーク近傍の波長領域をいい、具体的には吸収極大λmaxの両側に吸光度が少なくとも０．３以上となる波長領域をいう。
【００６８】
上記構成の光スイッチに、例えばパルス幅１００ｆｓの信号光（波長：１３１０ｎｍ、光強度：５００ｎＪ／ｃｍ2）及び制御光（波長：１３１０ｎｍ、光強度：６００μＪ／ｃｍ2）を用いたところ、制御光の照射時のみ信号光の反射が観測され、光スイッチ動作が確認された。この光スイッチの応答時定数は約１１０ｆｓであった。
また、後述する方法によって求められるＯｎ／Ｏｆｆ比は、２〜１０程度の範囲である。
【００６９】
本発明のもう一つの光スイッチの構成は、いわゆる光カー効果を利用するものであり、制御光により光制御部の屈折率の実部、または実部及び虚部を変化させて光スイッチングを行うものである。この光スイッチでは、通信波長帯で最も汎用的な波長である１．５５μｍには吸収を持たない色素薄膜を光制御部に用いた場合でも、制御光により誘起された屈折率変化により信号光を光スイッチングすることができる。
【００７０】
具体的には、本発明の色素薄膜を光制御部に用い、その薄膜の吸収スペクトルにおける長波長側の共鳴近傍の領域に信号光及び制御光の波長を設定し、該制御光により光制御部の屈折率の実部または実部及び虚部を変化させ、前記信号光に位相差を生じさせることにより光スイッチングを行う。その際、特に信号光及び制御光の波長を、色素薄膜に電子の実励起をほとんど生じさせない波長域、すなわちほとんど吸収のない波長域に設定することで、従来の光スイッチの性能を大幅に向上させることができる。
【００７１】
なお、本発明において、前記「色素薄膜の吸収スペクトルにおける長波長側の共鳴近傍の領域」とは、有機薄膜の吸収スペクトルの長波長側（吸収極大より長波長側）の吸収端近傍の波長領域をいい、具体的には長波長側の吸光度が多くとも０．３以下となる波長領域をいう。
また、前記「屈折率の実部を変化」に関しては、上記波長領域で信号光及び制御光を有機薄膜に照射した場合、屈折率の虚部の変化を完全に０とすることは困難であるため、上記虚部の変化がほとんどなく実質的に実部の変化のみの場合をいう。
【００７２】
図２に、この屈折率変化型の光スイッチの構成の一例を示す。
図２において、まず、信号光２１（パルス光）及び制御光２５（パルス光）の波長として、光制御部２３の色素薄膜での吸収がほとんどない透明領域（吸光度が０．０１程度のときの波長）での波長を選んだ場合について、その動作を説明する。
【００７３】
信号光２１の光路には、偏光方向を直交させた一対の偏光子２２及び２４を、前記色素薄膜を介して図における両側に配置し、透過光量を最小にする（クロスニコル配置）。光ファイバなどにより伝送された信号光２１（主として波長が１．５５μｍ）は、平行光に変換され、偏光子２２により直線偏光にされた状態で光制御部２３に照射される。光制御部２３は、本発明の色素薄膜（単層膜または多層膜）から構成されている。
【００７４】
制御光２５がない状態では、偏光子２２に対してクロスニコル配置に設定された検光子２４により信号光２１はブロックされるため、透過光成分は観測されない（オフ状態）。
【００７５】
この系に、信号光２１に対し４５°の傾きを持つ直線偏光である制御光２５を、信号光２１と同期させて光制御部２３に照射する。すると制御光２５により誘起された非線形光学効果により、光制御部２３に、制御光２５の偏光方向とそれに直交する方向の間で屈折率の差（屈折率異方性）が生じる。この屈折率異方性により、信号光２１は光制御部２３を通過する間に楕円偏光に変換される。すなわち、この場合には制御光２５により光制御部２３の屈折率の実部を変化させ、前記信号光２１に位相差を生じさせている。
【００７６】
最終的に、前記楕円偏光中の検光子２４と一致した方向成分のみが出力として観測される（オン状態）。こうして形成された光スイッチは、高いＯｎ／Ｏｆｆ比、超高速応答、任意の動作波長設定、及び高いスループットと低い駆動エネルギーなどの特徴を有する。
【００７７】
次に、信号光２１及び制御光２５の波長として、光制御部２３（色素薄膜）の吸収領域での波長（吸光度で１程度のときの波長）を用いた場合であるが、この場合でも図２と同じ構成で光スイッチングを行うことが可能である。このときは、前記屈折率異方性に加え、吸収の異方性の効果も利用することになる。すなわち、制御光２５により光制御部２３の屈折率の実部及び虚部を変化させることとなる。
ただし、制御光２５または信号光２１の一部が色素薄膜に吸収されるため、光制御部２３の膜厚を増すことでスループットが低下したり、非線形性能の向上が制限される恐れがある。また、電子の実励起を伴うことで電子の緩和時間が応答時間に影響を及ぼすようになり、結果的にスイッチング速度が低下する可能性が考えられる。
【００７８】
本発明においては、前記のように、制御光２５により光制御部２３の屈折率の実部だけでなく、実部及び虚部を変化させる方法を採用することができるが、上記のような光スイッチングデバイスの特性を考慮すると、色素薄膜に含まれる化合物に電子の実励起を生じさせず、主として光制御部２３の屈折率の実部の変化を利用した光スイッチが好ましい。
【００７９】
上記構成の光スイッチに、例えばパルス幅１００ｆｓの信号光（波長：１５５０ｎｍ、光強度：３００ｎＪ／ｃｍ2）及び制御光（波長：１６３０ｎｍ、光強度：２００μＪ／ｃｍ2）を用いたところ（制御光波長での色素薄膜の吸光度は約０．０５）、制御光の照射時のみ信号光の反射が観測され、光スイッチ動作が確認された。この光スイッチの応答時定数は約２００ｆｓであった。
また、後述する方法によって求められるＯｎ／Ｏｆｆ比は、５〜１０００程度であった。
【００８０】
上記本発明の光スイッチにおいては、前記本発明の色素薄膜を１ｍｍ2以上の面積で形成することが好ましく、特に１〜４００ｃｍ2の範囲、より好ましくは４〜１００ｃｍ2の範囲の面積で成膜したものであることが好ましい。なお、前記説明した光スイッチの構造、構成要素等は、本発明において特に限定されるものではない。
【００８１】
また本発明の光スイッチにおいては、基板上に複数の色素薄膜を互いに間隔をおいて配置した光制御部を備えること、あるいは同一の色素薄膜上の互いに間隔を置いた複数の領域に光制御部を備えることが好ましい。具体的には、例えば前記本発明の色素薄膜の製造方法により、基板上に色素薄膜をある程度の面積の膜として形成した後、得られた膜を部分的にマスクすることにより、この膜を一列にまたはマトリックス状に分割すれば、極めて容易に１次元または２次元の光スイッチ列を作製することができる。この光スイッチ列は、並列光情報処理等の用途にも極めて有望である。
なお、前記複数の色素薄膜あるいは同一の色素薄膜上の複数の領域を互いに間隔を置いて配置する態様としては、前記のように一定間隔で列状に配置してもよいし、ランダムに配置してもよい。
【００８２】
＜光分配器、光変調器＞
次に、本発明の色素薄膜を応用した光分配器、光変調器について説明する。
本発明の光変調器は、光路変換素子、レンズ、ミラー、方向性結合器の他、制御光により誘起された屈折率変化により信号光を変調するデバイスすべてを含むものである。また、屈折率変化の要因は特に限定しておらず、吸収飽和の回復現象以外にも、色素薄膜が示す非線形光学効果のすべてを利用することができる。なお、本発明において、光分配器は例えば本発明の光スイッチを組み合わせることにより製造することができる。
【００８３】
図３は、光分配器及び光変調器（ＤＥＭＵＸ）として機能する、光スイッチ列を形成した超高速空間変調素子の概略構成図である。
超高速空間光変調素子１５は、図３に示すような個々の光スイッチが集合した光スイッチ列により構成される。光スイッチ列は、基板上に色素薄膜を全面に形成した後、その上にマスクを形成して、色素会合体薄膜をたとえば一列にまたはマトリックス状に分割された状態に露出させることにより、容易に作製することができる。
【００８４】
この超高速空間変調素子１５の動作原理を説明する。まず、十分に波面の広がった信号光（パルス光）１、２、３、４を超高速空間変調素子１５の全面に対して垂直に入射させる。一方、同様に波面を広げた制御光を超高速空間変調素子１５に対して傾斜した方向から入射させる。この場合、各々の光スイッチに到達する制御光の光路長が違うため、超高速空間光変調素子１５における光スイッチ列中の唯一の光スイッチのみを動作させることが可能である。
【００８５】
即ち、制御光と信号光との双方が照射された光スイッチは信号光を透過させる。そして、透過した信号光は、動作した光スイッチの位置に対応した受光素子アレイ１６に到達する。このとき、信号光の強度は制御光により変調される。即ち、テラビット信号光１〜４はギガビット信号光に変換される。従って、超高速空間変調素子１５は光変調器として機能する。また、信号光と制御光の交わる位置が各光スイッチに対応するよう信号光と制御光とを同期させることにより、シリアルに送られてきた信号光を各受光素子に割り振ることが可能になる。つまり、超高速空間変調素子１５は光分配器としても機能する。
【００８６】
図４に、屈折率変化型の光スイッチを備えた超高速空間変調素子の一例の構成を示す。
共にパルス状の光である信号光３１及び制御光３５を空間的に展開し、シート状の光とする。これらを前記色素薄膜からなる光制御部３３へ入射するが、制御光３５を斜めから入射し、かつ部分的に時間遅延を与えることで、制御光３５が異なった時間に光制御部３３の各位置に到達するようにする。この時、制御光３５が光制御部３３の各位置に到達する時間と、信号光３１の各パルスが光制御部３３に到達する時間を一致させることで、シリアル信号である信号光３１を単一の制御光により並列複数出力に変換することが可能である。
【実施例】
【００８７】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例に限定されるものではない。
＜実施例＞
（色素薄膜の作製）
前記一般式（Ｉ）中、Ｘ1〜Ｘ10及びＹ1〜Ｙ10が水素原子である化合物を無水テトラヒドロフラン中に溶解し、テトラヒドロフラン中に１．５重量％の色素化合物を含有する溶液を得た。次いで、この溶液をスピンコート法により、ガラス基板（３０ｍｍ×３０ｍｍ）上に塗布し、膜厚が２１０ｎｍ、面積が９ｃｍ2の色素薄膜を得た。この色素薄膜のＮａｎｏｐｉｃｓ（ＡＦＭ）観察画像での表面粗さは約±１０ｎｍであった。
【００８８】
得られた色素薄膜の吸収スペクトルを図５に示す。図５中１１６８ｎｍ付近に現われている吸収ピークは会合体に由来している。前記化合物の単分子の溶液状態の吸収ピークは１０８０ｎｍであるため、この色素薄膜中における会合体由来の吸収帯が、単分子由来の吸収帯より８８ｎｍ以上も長波長化していることがわかる。
【００８９】
（色素薄膜特性評価）
作製した色素薄膜の超高速光スイッチへの応用の可能性を検証するために、吸収飽和の回復時定数を測定し、検討を行った。具体的には、得られた色素薄膜についてポンプ／プロープ法によって測定した。
【００９０】
波長が１３１０ｎｍ、その光強度が５００ｎＪ／ｃｍ2．ｐｕｌｓｅ、パルス幅が１００ｆｓ、パルス間隔が１０ｎｓのプローブ光を信号光として、波長が１３１０ｎｍ、光強度が６００μＪ／ｃｍ2．ｐｕｌｓｅ、パルス幅が１００ｆｓ、パルス間隔が１０ｎｓのポンプ光を制御光として用い、各々を前記色素薄膜に照射し、色素薄膜の吸光度変化量を測定した。
【００９１】
測定された吸光度変化量の経時変化を、モデル関数によりフィッティングした結果を図６に示す。この結果から、作製した色素薄膜の光応答は、吸収飽和の回復時定数が約１１０ｆｓである速い成分を６５〜７５％、吸収飽和の回復時定数が約３．７ｐｓである遅い成分を３５〜２５％含有していることが判明した。従って、作製された色素薄膜に代表される本発明の色素薄膜は、１ＴＨｚ以上で動作可能な超高速光スイッチに応用することができることがわかった。
【００９２】
（光スイッチ特性評価）
次に、作製した色素薄膜を用いた光スイッチについて、Ｋｅｒｒ光スイッチング性能調べた。光スイッチの構成は図２に示すような構成とし、光制御部２３に前記色素薄膜を用いた。制御光２５、信号光２１としては、チタン・サファイアレーザパルスを再生増幅し、Ｏｐｔｉｃａｌ ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ ａｍｐｌｉｆｉｅｒにより波長を通信波長帯の光に変換したもの（信号光の波長：１５５０ｎｍ、制御光の波長：１６３０ｎｍ）を用いた。またこの光のパルス幅は約１００ｆｓであった。
上記構成により、前記信号光２１及び制御光２５の光パルスをレンズにより光制御部２３に集光し、信号光２１をスイッチングした。なお、このときの集光部分の直径は、約１．７ｍｍであった。
【００９３】
前記光スイッチングシステムの光出力結果（波長に対する光出力強度）を検討した結果、制御光強度が２ｐＪ／μｍ2のとき、光スイッチのＯｎ／Ｏｆｆ比（〔制御光が前記色素薄膜に照射している（Ｏｎ状態）時の信号光強度〕／〔制御光が前記色素薄膜に照射していない（Ｏｆｆ状態）時の信号光強度〕）は約１０（１０ｄＢ）であった。なお、この光スイッチの応答速度は２００ｆｓ程度であった。この結果は、作製した本発明の色素薄膜が、従来の色素薄膜に比べて優れた光スイッチング性能を持つことを示している。また、同時にこの光スイッチでは、実励起を伴わないことから遅い応答成分も存在しないことがわかった。これらの結果から、前記色素薄膜を用いた光スイッチにより、１ＴＨｚ以上の繰り返し速度を持つ信号光を、高いＯｎ／Ｏｆｆ比でスイッチングすることが可能なことがわかった。
【００９４】
＜参考例＞
（色素薄膜の作製）
前記一般式（II）中のＲ1及びＲ2がｉｓｏ−ブチル基の化合物を無水テトラヒドロフラン中に溶解し、テトラヒドロフラン中に１．２重量％の色素化合物を含有する溶液を得た。この際、この溶液は実施例における色素化合物溶液と同じ色素モル濃度を有していた。次いで、この溶液をスピンコート法により、実施例と同様のガラス基板上に塗布し、膜厚が１６０ｎｍの色素薄膜を得た。なお、この色素薄膜のＮａｎｏｐｉｃｓ（ＡＦＭ）観察画像における表面粗さは約±１５ｎｍであった。
【００９５】
得られた色素薄膜の吸収スペクトルを図７に示す。図７中１１９２ｎｍ付近に現われている吸収ピークは会合体に由来している。前記化合物の単分子の溶液状態の吸収ピークは１０８１ｎｍであるため、この色素薄膜中における会合体由来の吸収帯が、単分子由来の吸収帯より１１１ｎｍ以上も長波長化していることがわかる。
【００９６】
（光スイッチ特性）
作製した色素薄膜を、実施例と同様に図２に示す構成の光スイッチの光制御部とし、同様な条件でＫｅｒｒ光スイッチング性能を調べた。
その結果、制御光強度が２ｐＪ／μｍ2のとき、上記色素薄膜を用いた光スイッチの応答速度は２００ｆｓ程度であったが、Ｏｎ／Ｏｆｆ比は約３（５ｄＢ）と実施例に比べ劣っていた。
【図面の簡単な説明】
【００９７】
【図１】本発明の光スイッチの一例の断面構造を示す模式図である。
【図２】本発明の他の光スイッチの構成の一例を示す概略図である。
【図３】超高速空間変調素子の一例を示す概略構成図である。
【図４】超高速空間変調素子の他の一例を示す概略構成図である。
【図５】本発明の色素薄膜の吸収スペクトルである。
【図６】本発明の色素薄膜に制御光を照射したときの吸収回復の時間変化を示すグラフである。
【図７】参考例の色素薄膜の吸収スペクトルである。
【図８】（ａ）は、色素分子がランダムに分散しているときの吸収スペクトルを示す図であり、（ｂ）は色素分子が会合体を形成しているときの吸収スペクトルを示す図である。
【符号の説明】
【００９８】
１、２、３、４  テラビット信号光
１０  光スイッチ
１１  Ａｕ薄膜
１２  色素薄膜
１３  誘電体多層膜反射ミラー
１４  ガラス基板（基板）
１５  超高速空間変調素子
１６  受光素子アレイ
２１、３１  信号光
２２、２６、３２、３４、３７  偏光子
２０、２３、３３  光制御部
２４  検光子
３６  光遅延素子
３８  信号検出部
【図１】
2005343977.tif 000008
【図２】
2005343977.tif 000009
【図３】
2005343977.tif 000010
【図４】
2005343977.tif 000011
【図５】
2005343977.tif 000012
【図６】
2005343977.tif 000013
【図７】
2005343977.tif 000014
【図８】
2005343977.tif 000015